張滿利

(河北省南運(yùn)河河務(wù)中心，河北 滄州 061001)

閘門施工水平直接影響著工程施工質(zhì)量，分析了水利工程中水閘施工技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)。

1 水利工程中水閘施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 閘門預(yù)埋件施工

閘門位置關(guān)系到后期的安裝，施工過程中必須在安裝內(nèi)置組件前確定工作區(qū)域，可由施工人員測(cè)量。作為澆口槽的水平中心，應(yīng)測(cè)量間隙的中心線，選擇兩點(diǎn)的交點(diǎn)作為埋設(shè)中心。建閘時(shí)，要保證內(nèi)置件質(zhì)量及強(qiáng)度。內(nèi)部組件必須妥善存放，避免損壞或變形等。確定內(nèi)置零件中心后，必須逐步安裝主導(dǎo)軌插件和側(cè)導(dǎo)軌插件。例如點(diǎn)焊，可將嵌入式零件固定到位，根據(jù)嵌入位置再提升強(qiáng)度。為有效提高穩(wěn)定性，需注入混凝土。施工完成后要使用設(shè)備檢查工程質(zhì)量。

1.2 閘門板施工

門板施工過程中必須先安裝鉸鏈板，抬起鉸鏈板，對(duì)準(zhǔn)植入物的螺栓，擰緊螺栓，這樣才能有效固定植入物。應(yīng)翻轉(zhuǎn)門扇底部和門槽支撐臂，嚴(yán)格檢查安裝質(zhì)量及尺寸，確保工作參數(shù)正確后再焊接。焊縫完成后，將臨時(shí)焊縫拆除，仔細(xì)檢查結(jié)構(gòu)，修補(bǔ)焊縫，抹平焊縫痕跡，快速焊接凹坑，實(shí)施防拋光措施，將現(xiàn)有焊縫拆除。為了安裝一套閘門并順利移動(dòng)閘門，要進(jìn)行開/關(guān)測(cè)試、防腐，以確保閘門的有效性。

1.3 水閘混凝土施工

混凝土是節(jié)水工程閘門施工中的重要建筑材料，要按照從高到低的順序注入混凝土，控制其溫度與配比，提高質(zhì)量。加強(qiáng)材料采購過程控制，避免使用劣質(zhì)材料，選用合格的混凝土，按閘結(jié)構(gòu)要求振搗硬化混凝土，提高整體施工質(zhì)量。

1.4 金屬結(jié)構(gòu)施工

水利工程水閘建造過程中，金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量直接關(guān)系著閘具工程中閘具結(jié)構(gòu)的好壞。建造金屬結(jié)構(gòu)前，必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合格的金屬材料，以保證金屬結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化。要提前預(yù)測(cè)金屬結(jié)構(gòu)，對(duì)金屬樣品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求后才能量產(chǎn)。運(yùn)輸過程必須采取保護(hù)措施，避免材料損壞。金屬材料進(jìn)入現(xiàn)場后，必須采用適當(dāng)?shù)氖┕すに?，保證焊接質(zhì)量，避免金屬結(jié)構(gòu)變形，以提高水利工程閘門施工質(zhì)量。

1.5 導(dǎo)流施工技術(shù)

施工單位可以通過在狹窄的海灘上建造圍堰來避開船閘。設(shè)計(jì)階段，要根據(jù)當(dāng)?shù)厮疁胤治鍪┕がF(xiàn)場的氣候特點(diǎn)，對(duì)基坑實(shí)施排水措施。建筑公司常使用砂漿來建造，河道截流施工過程中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況，選擇橫堵、縱堵、橫堵等，設(shè)置河床堵點(diǎn)位置，改變河流侵蝕和壓縮。

2 水利工程水閘施工的注意事項(xiàng)

沉陷。選擇施工場地時(shí)，如果采用松軟的地面作為施工場地，在閘門本身和外力的共同作用下，容易出現(xiàn)下沉問題，特別是如果底板作用于地基，強(qiáng)度分布不均勻，容易造成沉陷。

沖刷。如果水位太高或被淹，閘就會(huì)打開。隨著上下游水位差的增大，水流量顯著增加，這會(huì)產(chǎn)生更多的能量，為下游帶來巨大的壓力。如果擦洗面積過大，閘的底部會(huì)被挖空，導(dǎo)致嚴(yán)重的閘失效。此外，由于閘的兩側(cè)通常覆蓋著泥土和軟巖，如果施工時(shí)在閘上打孔，水會(huì)直接流入閘中。

滲流。這種現(xiàn)象主要是指閘門處的水位差。如果將船閘底部和船閘連接到河的兩岸，很容易穿透船閘底部和船閘，這時(shí)一個(gè)很大的向上的力作用在閘的底部，大大減輕了閘的重量，閘的穩(wěn)定性和防滑性會(huì)顯著降低。

3 案例分析

3.1 工程概況

某小流域修復(fù)閘工程，其閘與海峽的連接線是小流域修復(fù)工程的重要組成部分。閘室平面尺寸為5孔102.5 m×6.0 m、5.5 m×6.0 m(b×h，下同)、5.5 m×5.0 m 8孔。閘門為防洪閘(后開)、5.5 m×4.5 m單孔污水溢流閘、鋼筋混凝土閘。項(xiàng)目大門建筑地基采用自然地基交換法，更換墊的厚度為0.5～2.4 m，替代材料是充滿沙子的礫石。為增加壓力和滿足地基貫入控制要求，在閘門底板的上下游設(shè)置深水泥混合樁連續(xù)墻，防止深水泥混合樁貫入。連續(xù)墻位于閘門軸線上游 5.4 m 和下游 8.4 m。混合樁共612根，攪拌樁防滲墻平面布置見圖1，防滲墻與齒壁的連接見圖2。

圖1 攪拌樁防滲墻平面布置Fig.1 Agitator pile cutoff wall layout

圖2 防滲墻與齒墻連接大樣圖Fig.2 Large drawing of the connection between cutoff wall and tooth wall

3.2 施工方案的選定

3.2.1 試樁

根據(jù)規(guī)范要求，混合樁施工前必須進(jìn)行試樁，試樁數(shù)必須為4根以上。測(cè)試站號(hào)X43和X46根據(jù)現(xiàn)場情況選擇。測(cè)試樁位于 ZZ+008.4 上的門線 0+012.7 和 0+015.75 的交叉點(diǎn)。對(duì)于中粗砂，包括礫石，墻底不能開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高0 m。經(jīng)有關(guān)建設(shè)部門聯(lián)合協(xié)商調(diào)查，決定在打樁機(jī)試驗(yàn)前適當(dāng)增大打樁機(jī)葉片的傾斜角。試驗(yàn)樁的樁號(hào)為X1、X4、X2、X5。在0-002.00至0-000.60ZZ+008.4閘線交點(diǎn)處，試驗(yàn)樁點(diǎn)靠近鉆孔ZK201(孔高-2.70 m)，成功開挖至設(shè)計(jì)墻底高度。施工樁長5.8 m(樁底高-8.5 m)，試樁成功，獲得技術(shù)參數(shù)。

3.2.2 技術(shù)參數(shù)確定

根據(jù)試驗(yàn)樁的具體情況、土建和地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求、機(jī)械設(shè)備等，確定技術(shù)參數(shù)見表1。水泥混合樁的施工將嚴(yán)格按照J(rèn)GJ79-91《建筑基礎(chǔ)處理技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。該項(xiàng)目的水泥混合樁設(shè)計(jì)采用4-mix和4-spray技術(shù)。

表1 技術(shù)參數(shù)Tab.1 Technical parameters

3.3 施工工藝

3.3.1 施工工藝流程

水泥攪拌樁防滲墻工藝流程如圖3所示。

圖3 攪拌樁防滲墻施工工藝流程Fig.3 Construction process of cutoff wall of blended pile

3.3.2 施工布置

本工程攪拌樁防侵入高度為-2.70 m，主閘基坑開挖-1.70 m，形成平坦寬敞的施工平臺(tái)。沿井放置，挖出滲水井壁，寬度為0.8 m，深度為1.0 m的導(dǎo)向槽。工程機(jī)械采用SJD-Ⅲ雙軸深挖機(jī)、硬化劑配制系統(tǒng)、砂漿泵、砂漿攪拌機(jī)、集料斗、舉升測(cè)試儀、砂漿計(jì)量儀、注漿量監(jiān)測(cè)記錄儀等輔助設(shè)備。打樁機(jī)的整體尺寸為9 m×9 m×22 m。打樁機(jī)所在的卡車與門軸平行，操作室始終在門室內(nèi)。水泥筒倉、砂漿泵、砂漿攪拌機(jī)、集料斗等輔助設(shè)備位于門井右岸下游約40 m處的原路堤上。

3.3.3 測(cè)量放樣

樁位按軸線基本控制點(diǎn)測(cè)量放置，樁位位置以樁主控制點(diǎn)縱軸和樁頭高度為編號(hào)。平樁位置誤差控制在50 mm以內(nèi)。

3.3.4 定位并調(diào)平

將打樁機(jī)移至指定樁位，將鉆頭調(diào)整至樁點(diǎn)，調(diào)整并穩(wěn)定機(jī)身，確保鉆桿垂直偏差小于1.0%。

3.3.5 攪噴

墻體混凝土樁施工順序?yàn)橄掠巫蟀吨劣野哆B續(xù)作業(yè)，上游右岸至左岸連續(xù)作業(yè)。SJD-Ⅲ雙軸深攪拌打樁機(jī)使用兩個(gè)孔同時(shí)工作，并在兩個(gè)孔之間跳躍。也就是第1和第4洞，再是第2和第5洞，依此類推。攪拌樁采用四攪拌四噴結(jié)構(gòu)，具體方法是定位，預(yù)混料注入至設(shè)計(jì)深度，鉆頭至設(shè)計(jì)深度，鉆頭上升至樁高。注漿至設(shè)計(jì)深度，在現(xiàn)場重復(fù)攪拌和噴灑。重復(fù)攪拌和灌漿，使噴霧上升到孔口。停止注漿，同時(shí)開啟攪拌機(jī)。輸入場地的施工記錄，在下一次演練中重復(fù)上述過程。

3.3.6 樁頭處理

混凝土樁的樁頭達(dá)到一定強(qiáng)度后，機(jī)械開挖混凝土樁兩側(cè)的土體，并在距混凝土樁約30～50 cm處固定保護(hù)層。使用手動(dòng)挖礦。樁頭露出后，使用手動(dòng)復(fù)合風(fēng)鎬。將樁剪到設(shè)計(jì)頂部的高度。

3.4 質(zhì)量控制和檢測(cè)

3.4.1 施工前的質(zhì)量控制

施工前的質(zhì)量控制主要包括可接受參數(shù)的偏差，如樁位、垂直度、開口、砂漿泵中的泥漿量及砂漿調(diào)整。混合器噴嘴、混合器鉆孔、提升速度等結(jié)構(gòu)參數(shù)。

3.4.2 施工過程的質(zhì)量控制

其一，水泥漿的攪拌。水泥漿的生產(chǎn)需要使用強(qiáng)度等級(jí)為32.5或更高的普通硅酸鹽水泥，且必須在出廠后3個(gè)月內(nèi)重新檢驗(yàn)，泥漿量應(yīng)為兩樁所需的總和。水泥含量應(yīng)控制在53～59 kg/m。配制好的水泥漿應(yīng)在攪拌筒內(nèi)不斷攪拌，防止水泥漿分離。送泥前，可將泥漿慢慢倒入集料斗中。應(yīng)對(duì)停放至少12 h的泥漿進(jìn)行及時(shí)處理。

其二，水泥漿噴霧。攪拌樁施工過程中，連續(xù)給漿、連續(xù)鉆孔，給漿操作必須均勻。施工時(shí)必須及時(shí)通知操作人員記錄浮泥深度和時(shí)間。如果需要在24 h內(nèi)恢復(fù)泥漿供應(yīng)，應(yīng)將打樁機(jī)懸掛在泥漿中。水泥土墻具有一定強(qiáng)度后，使用工程鉆頭鉆孔，澆筑水泥砂漿或用黏土連接。施工過程中，要經(jīng)常檢查泥漿壓力、泥漿流量、鉆機(jī)速度、起升速度、泥漿用量等。

其三，混合樁的開挖和提升。攪拌機(jī)鉆孔應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度，鉆孔前，必須將鉆桿噴到樁底30 s，然后起吊。根據(jù)土木工程地質(zhì)圖，將鉆頭提升至設(shè)計(jì)樁頭高度后，停止5 s，將灌漿塊提升至設(shè)計(jì)樁頭上方500 mm處，噴漿提升速度和攪拌機(jī)頻率必須滿足施工工藝要求。深度記錄誤差不超過50 mm，時(shí)間記錄誤差不超過5 s。

3.4.3 質(zhì)量檢測(cè)

水泥混合擋土墻的質(zhì)量檢驗(yàn)方法主要有核心檢驗(yàn)、開挖檢驗(yàn)和外圍井檢驗(yàn)。鉆井和巖心檢查在施工后28 d進(jìn)行。鉆機(jī)用于采集巖心樣品并測(cè)試其抗壓強(qiáng)度、水力傳導(dǎo)率和完整性評(píng)估。沿圍欄軸線每 20 m 共鉆 12 個(gè)采樣孔，并用水泥砂漿回填。滲透率測(cè)試采用封閉井測(cè)試，根據(jù)現(xiàn)場情況，在左右路堤上布置方井。試驗(yàn)結(jié)果表明，防滲墻樁長度符合設(shè)計(jì)要求，芯樣連續(xù)完整，成型質(zhì)量良好。實(shí)測(cè)芯樣抗壓強(qiáng)度在2.1～3.5 MPa，滲透系數(shù)在(0.1～31.7)×10-7cm/s，完全滿足設(shè)計(jì)要求的抗壓強(qiáng)度不小于1.0 MPa，滲透系數(shù)不大于1×10-5cm/s。